For å løse et komplekst beregningsproblem, brukte japanske forskere en encellet skapning som paradoksalt nok taklet det raskere og enklere enn en kraftig datamaskin.
En gruppe forskere fra Keio University of Tokyo bestemte seg for å bruke amøben til å løse det såkalte "reisende selgerproblemet", et problem kjent innen informatikk. Essensen er som følger: forestill deg at du er en selger som reiser fra by til by og tilbyr varene dine. Du vil maksimere effektiviteten din for å tjene så mye penger som mulig, og derfor ønsker du å finne den korteste ruten som lar deg komme fra et punkt til et annet.
Det er ingen universell formel for dette. Den eneste måten å løse problemet på er å beregne lengden på hver av de mulige rutene og velge den korteste. I tillegg, etter hvert som nye byer legges til denne ruten, øker beregningskompleksiteten eksponentielt. Så for fire byer trenger du å bygge bare 3 ruter, og for 6 - allerede 360. Og hvis banen innebærer å besøke 10 eller flere byer, vil regningen gå til millioner.
Keio Universitys løsning skiller seg fra alle andre algoritmer utviklet av forskere. Årsaken til dette er encelledyret Physarum polycephalum, nemlig slimet. P. polycephalum i seg selv er en veldig enkel organisme som kan gjøre to ting: bevege seg mot mat og gjemme seg for lys. Millioner av år med evolusjon har gjort det unormalt effektivt i begge disse prosessene.
For eksperimentet ble amøben plassert i et kammer laget av kanaler, med litt mat på slutten av hver. Den encellede organellen trakk instinktivt flagellene i retning av en spesifikk kanal - og utløste derved en alarm som slo av lyset. Opplegget er enkelt: hver kanal er en analog av byen fra problemet, og valget av en av dem påvirker sannsynligheten for at lyset vil slukke i andre kanaler. Jo lenger en slik "by" er fra nåværende punkt, jo oftere slukker lyset i den.
Fra utsiden kan dette virke som en rundkjøring og ikke veldig tydelig måte å løse problemet på, men det har en viktig fordel: en amøbe, i motsetning til en datamaskinalgoritme, trenger ikke å beregne hver enkelt bane. I stedet reagerer den passivt på dagens forhold, og blir dermed tvunget til å velge den mest lønnsomme ruten. Hvor mange "byer" ikke legger til underveis - tiden for å oppnå det endelige resultatet vil ikke endre seg fra dette.
Paradoksalt nok, som et resultat, løser den enkleste organismen algoritmen raskere enn noen moderne datamaskin. Forskere har ennå ikke helt forstått hvorfor dette skjer. "Mekanismen som amøben klarer å velge den korteste ruten hver gang forblir et mysterium," innrømmer de. Men hvis slike encellede skapninger kan settes i vitenskapens tjeneste, vil dette ikke bare hjelpe med å løse hypotetiske problemer: kanskje med deres hjelp vil det være mulig å revidere tilnærmingen ikke bare til moderne databehandlingsalgoritmer, men også til datasikkerhetssystemer.
Salgsfremmende video:
Vasily Makarov
